Onderzoekers van de University of Rochester presenteerden algoritmen die helpen verklaren hoe propaan chemisch wordt omgezet in propeen, een sleutelstap voor de productie van veel plastics. De studie, gepubliceerd in de Journal of the American Chemical Society, bouwt voort op eerder werk uit 2021 dat liet zien dat tandem nanoschaal-katalysatoren meerdere processtappen kunnen combineren, wat opbrengst en kosten kan beïnvloeden.
De nieuwe aanpak gebruikt computationele screening om uit een groot aantal mogelijke atomaire ordeningen die configuraties te selecteren die de reactie sturen. De onderzoekers richtten zich op systemen waarin materialen in verschillende toestanden voorkomen, zoals een metalen fase en een oxidefase, en verfijnden hun algoritmen om beide fasen gedetailleerd te analyseren.
Een onverwachte uitkomst was dat het oxidemateriaal selectief groeide rond defecte metaalplaatsen. Die selectieve groei blijkt van belang voor de stabiliteit van de katalysator en houdt de functionele rol van het oxide in stand, ook als de chemische samenstelling van het oxide varieert. Volgens Deshpande kunnen de algoritmen ook worden toegepast op andere industriële reacties, zoals de synthese van methanol, en kunnen bedrijven de bevindingen gebruiken om efficiëntere productiemethoden te ontwikkelen en de afhankelijkheid van proef-en-fout te verminderen.
- Bron: University of Rochester
Moeilijke woorden
- algoritme — reeks rekenregels voor probleemoplossing in computersalgoritmen
- nanoschaal-katalysator — zeer kleine deeltjes die chemische reacties versnellennanoschaal-katalysatoren
- opbrengst — hoeveel product uit een chemisch proces komt
- computationeel — met gebruik van computers en berekeningencomputationele
- fase — toestand of vorm van een materiaalfasen
- selectief — kiezen of groeien op bepaalde plaatsenselectieve
- stabiliteit — vermogen om ongewijzigd en veilig te blijven
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Hoe kunnen deze algoritmen volgens de tekst de productiemethoden van bedrijven veranderen? Geef twee mogelijke voordelen.
- Welke mogelijke uitdagingen ziet u bij het toepassen van computationele screening in andere industriële reacties?
- Waarom kan selectieve groei van het oxide rond defecte metaalplaatsen belangrijk zijn voor de stabiliteit van een katalysator?
Gerelateerde artikelen
Aandacht wisselt in een snel ritme
Onderzoekers vinden dat menselijke aandacht in een regelmatig ritme verschuift, ongeveer zeven tot tien keer per seconde. Dit helpt verklaren waarom meldingen vaak afleiden en waarom concentratie in het dagelijks leven onbetrouwbaar kan aanvoelen.
